空壓機(jī)是石化企業(yè)重要而關(guān)鍵的大型設(shè)備。在石油化工領(lǐng)域，過(guò)程空氣壓縮機(jī)的能耗較大，約占企業(yè)總能耗的12-32%。因此，提高工藝空壓機(jī)的生產(chǎn)能力，降低運(yùn)行成本，增加產(chǎn)量，降低總能耗是十分必要的。

1.引言

工藝用空壓機(jī)是石油大學(xué)化工技術(shù)企業(yè)的重要及關(guān)鍵的大型機(jī)械設(shè)備。在石油化工領(lǐng)域，過(guò)程空氣壓縮機(jī)的能耗較大，約占企業(yè)總能耗的12-32%。工藝用空壓機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性一直是中國(guó)國(guó)內(nèi)外發(fā)展同行進(jìn)行專業(yè)技術(shù)研究的前沿。但長(zhǎng)期以來(lái)，過(guò)程空壓機(jī)的節(jié)能降耗并沒(méi)有引起國(guó)內(nèi)石化企業(yè)對(duì)可靠性問(wèn)題的足夠重視，如企業(yè)技術(shù)人員和管理人員對(duì)安全運(yùn)行的重視等，研究的重點(diǎn)不在經(jīng)濟(jì)上。因此，提高工藝空壓機(jī)的生產(chǎn)能力，降低運(yùn)行成本，增加產(chǎn)量，降低總能耗是十分必要的。

2.運(yùn)行工況特點(diǎn)及省功途徑分析

與其他通用空氣壓縮機(jī)相比，工藝空氣壓縮機(jī)的工作條件具有以下特點(diǎn)：

(1)運(yùn)行的連續(xù)性。工藝用空壓機(jī)是化工企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)工藝中的重要的動(dòng)設(shè)備，一般力求無(wú)故障長(zhǎng)期進(jìn)行連續(xù)數(shù)據(jù)安全管理運(yùn)行8000h以上。

(2)工作介質(zhì)的腐蝕性和易燃性。壓縮介質(zhì)進(jìn)行一般都具有中國(guó)一定的腐蝕性和有些企業(yè)工藝研究氣體還具有易燃、易爆性，所以，排氣系統(tǒng)溫度有嚴(yán)格的限制。

(3)可加工性。 操作參數(shù)受工藝流程限制，一般操作條件波動(dòng)低于額定條件。

(4)復(fù)雜性。為滿足生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)要求，壓縮介質(zhì)的組分多種，空壓機(jī)潤(rùn)滑管理方式以及不同、級(jí)間抽氣、加氣、凈化等多種發(fā)展情況都可能影響存在。

因此，對(duì)空壓機(jī)的節(jié)能過(guò)程必須結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，進(jìn)行具體的研究和分析。它的經(jīng)濟(jì)性和可靠性直接關(guān)系到中國(guó)化工企業(yè)生產(chǎn)的成本與效率。

理論分析表明，壓縮氣體的功損失與壓縮過(guò)程指標(biāo)有關(guān)。降低企業(yè)壓縮生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行指數(shù)可節(jié)省空壓機(jī)指示功率，為此，可通過(guò)氣缸強(qiáng)化換熱的方法，盡力改善換熱條件，降低成本壓縮管理過(guò)程發(fā)展指數(shù)。其次，盡量減少功率損耗，也是節(jié)約能源的主要途徑之一。影響最大功率損失風(fēng)險(xiǎn)因素研究主要內(nèi)容包括：(1)進(jìn)、排過(guò)程的氣閥功率損失;(2)活塞環(huán)、填料等摩擦損失;(3)運(yùn)動(dòng)件的其他國(guó)家機(jī)械企業(yè)損失;其三，根據(jù)中國(guó)化工產(chǎn)品生產(chǎn)的長(zhǎng)期性和連續(xù)性，提高易損件壽命，延長(zhǎng)食品安全管理運(yùn)行時(shí)間周期，減少因故障停車問(wèn)題造成的損失是尤為重要的。第四，由于空壓機(jī)運(yùn)行條件與設(shè)計(jì)條件長(zhǎng)期不一致，也會(huì)影響空壓機(jī)的運(yùn)行效率。應(yīng)根據(jù)空壓機(jī)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況，合理進(jìn)行選擇適宜的熱力參數(shù)，提高工作運(yùn)行管理效率。

3.冷卻系統(tǒng)對(duì)耗能的影響

由于化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，過(guò)程空氣壓縮機(jī)大多屬于大中型、高壓、多級(jí)水冷空氣壓縮機(jī)。冷卻控制系統(tǒng)研究多數(shù)企業(yè)采用氣缸夾套水冷和級(jí)間冷卻器并聯(lián)或混聯(lián)結(jié)構(gòu)。冷卻系統(tǒng)的效果直接影響功率消耗和排氣溫度。根據(jù)相關(guān)理論進(jìn)行分析，級(jí)間冷卻效果下降，直接通過(guò)影響下一級(jí)的耗功。溫度每升高3 °C，下一級(jí)的功率消耗就會(huì)增加約1。鋼瓶冷卻的主要目的是降低壓縮過(guò)程指標(biāo)，節(jié)省工作量，降低壓縮氣體的終端溫度，使鋼瓶具有更加均勻的溫度場(chǎng)。為此，運(yùn)行中調(diào)整進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)水流量及控制以及冷卻水通過(guò)溫度，使其有較好的冷卻作用效果，達(dá)到省功的目的。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在一定轉(zhuǎn)速下，Z型冷卻水流量較好。對(duì)于傳統(tǒng)工藝用空壓機(jī)一般容積流量、氣缸直徑進(jìn)行相對(duì)具有較大，冷卻水可以通過(guò)缸壁所導(dǎo)出的氣體產(chǎn)生熱量很少。特別是在高速下，壓縮過(guò)程指數(shù)和絕熱壓縮過(guò)程指數(shù)差別不大。但大型企業(yè)工藝用活塞式空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行一般水平較低，多數(shù)在150-400r/min，所以，工藝用空壓機(jī)應(yīng)根據(jù)學(xué)生實(shí)際經(jīng)濟(jì)運(yùn)行環(huán)境工況，按冷卻水的Z佳流量，盡可能通過(guò)降低成本壓縮生產(chǎn)過(guò)程發(fā)展指數(shù)，以節(jié)省功率可以消耗，并使氣缸有較均勻的溫度場(chǎng)，有利于潤(rùn)滑及提高貿(mào)易摩擦易損件壽命。

對(duì)于工藝空氣壓縮機(jī)，還應(yīng)注意的是，冷卻水流不是越大越好。過(guò)大的冷卻水量會(huì)導(dǎo)致一個(gè)氣缸鏡面上潤(rùn)滑油的溫度過(guò)低，影響以及潤(rùn)滑油的性能，增加貿(mào)易摩擦進(jìn)行功率，比功率可以增加。

4.氣閥是影響工藝用空壓機(jī)節(jié)能的關(guān)鍵

空氣閥是空氣壓縮機(jī)的重要核心部件。其質(zhì)量和性能影響到空壓機(jī)運(yùn)行和耗能，直接關(guān)系到社會(huì)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的正常發(fā)展生產(chǎn)生活秩序。氣閥使用壽命短是石化企業(yè)經(jīng)常遇到的制約生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題。解決好這一技術(shù)難題，對(duì)于中國(guó)石油化工等領(lǐng)域的大型空壓機(jī)意義具有重大。根據(jù)化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，工藝空壓機(jī)氣閥對(duì)能耗的影響主要有兩個(gè)方面，一是氣閥阻力損失對(duì)功率的影響，二是氣閥使用壽命過(guò)短，安全運(yùn)行周期過(guò)短，造成生產(chǎn)系統(tǒng)頻繁停機(jī)和人力、材料、零部件的損失。特別是對(duì)于后者尤為具有重要。